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扫描电子显微镜(SEM)实用基础知识系列 系列二

2021-06-04 | 来源:
扫描电子显微镜(SEM)实用基础知识系列系列二2021-06-0409:22:41,陈青山日本电子株式会社(JEOL)电子枪是电子光学里的重要部件之一,是用来产生电子束的。本期主要介绍热发射方式电子枪(TEgun)。场发射枪(FEgun)将会在之后的系列文章中慢慢解释清楚。<
扫描电子显微镜(SEM)实用基础知识系列 系列二

2021-06-04 09:22:41, 陈青山 日本电子株式会社(JEOL)

 

电子枪是电子光学里的重要部件之一,是用来产生电子束的。本期主要介绍热发射方式电子枪(TE gun)。场发射枪(FE gun)将会在之后的系列文章中慢慢解释清楚。

图一

图一是热发射电子枪的结构。其中最重要的部件叫做灯丝(Filament),是由钨丝构成,成发叉式(大概直径100um);或由人工晶体LaB6构成(如图二右侧)。

 

图二

当灯丝上加载电流之后,灯丝就像我们见过的白炽灯泡一样,在真空中达到一定高温(钨灯丝大概2800K LaB6晶体大概1900K)。热电子即获得足够多的能量,克服逸出功从阴极材料(钨/ LaB6)表面逃逸到了真空中,汇成电子束。我们可以通过调节灯丝电流(Load current),使灯丝处于第二饱和点稍欠,既保证了足够多的电子,又保证了灯丝足够长的寿命(灯丝寿命和其周围的真空度也有很大的关联性)。

     电子束在加速电压的作用下,从灯丝(阴极)通过阳极正中心的孔流入透镜系统。我们可以通过调节栅极偏压(Bias)来调节束流(或称其为发射电流)。电子束在流出栅极时,在栅极偏压的作用下汇聚成第一个汇聚点(Cross over),束斑直径大概是15um左右,和最后到达样品时的电子探针相比,尺寸大很多。

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